重难点01 光合作用和呼吸作用的综合应用（期末真题汇编）高二生物下学期人教版

**基本信息** 聚焦光合作用与呼吸作用综合应用，汇编多地区高二期末试题，通过图表分析、实验探究及生产情境设计，强化核心素养与解题能力。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|15|光合作用过程、呼吸作用类型、影响因素|结合光斑移动、温度胁迫等情境，考查曲线分析（如O₂释放速率变化）| |多选题|9|群体光合、光呼吸、实验对照|涉及间作效应、光饱和点比较，强化科学思维（如CO₂与O₂竞争结合C₅）| |解答题|8|代谢过程、实验设计、生产应用|综合题（如光呼吸机制、突变型水稻光合特性）融合同位素示踪、图表解读，体现探究实践|

重难点 01 光合作用和呼吸作用的综合应用 一、单选题 1．(24-25高二下·吉林长春东北师范大学附属中学·期末)光斑是阳光穿过树冠枝叶投射到地面的光点，它会随太阳运动和枝叶摆动而移动。下图表示某一生长旺盛的植物在光斑照射前后O2释放速率和CO2吸收速率的变化曲线，下列叙述错误的是（　　）    A．图中A 点时，叶绿体光合作用产生的O2全部去向线粒体 B．光斑存在时，限制光合作用速率的因素可能是CO2浓度 C．图中B点时，光反应速率等于暗反应速率 D．光斑存在时积累的光反应产物可在光斑移开后一段时间内维持暗反应速率不变 【答案】A 【分析】光斑开始前，O2释放速率等于CO2的吸收速率，说明光反应速率等于暗反应速率；光斑开始至光斑移开时间短，O2释放速率先大于后等于CO2的吸收速率，说明光反应速率先大于后等于暗反应速率；光斑移开后至B点，O2释放速率小于CO2的吸收速率，说明光反应速率小于暗反应速率；B点后，O2释放速率等于CO2的吸收速率，光反应速率等于暗反应速率。 【详解】A、图中A 点时，O2释放速率大于0，说明净光合速率大于0，叶绿体光合作用产生的O2一部分去向线粒体，一部分释放到细胞外，A错误； B、光斑存在时，随着时间延长，O2释放速率先上升后下降，CO2吸收速率逐渐上升后趋于稳定，可能是CO2浓度限制了光合作用速率，B正确； C、图中B点时，O2释放速率等于CO2的吸收速率，说明光反应速率等于暗反应速率，C正确； D、光斑存在时积累的光反应产物NADPH、ATP等，可在光斑移开后一段时间内维持暗反应速率不变，D正确。 故选A。 2．(24-25高二下·吉林长春东北师范大学附属中学·期末)如图表示在密闭恒温（温度为25℃）小室内测定的a、b两种不同植物光合作用强度和光照强度的关系。若a植物光合速率和呼吸速率的最适温度分别是25℃和30℃，两种植物呼吸作用的底物均为葡萄糖，下列叙述错误的是（　　） A．光照强度为Z时，a、b植物叶绿体中固定CO2的速率之比为10∶7 B．若昼夜各为12h，光照强度大于P 就能使a植物正常生长 C．若将温度升高到30℃（其他条件不变），则图中P点将向右移动 D．据图推测a可能为阳生植物，b可能为阴生植物 【答案】B 【分析】分析题图：a、b植物光合作用随光照强度变化而变化的曲线，图中可以看出与b植物相比，a植物呼吸作用强度大，净光合强度大。 【详解】A、a植物的呼吸作用速率为：2（mg·m-2·h-1），在光照强度为Z时，a植物的总光合作用速率=净光合作用速率+呼吸作用速率=8+2=10（mg·m-2·h-1）；b植物的呼吸作用速率为）1（mg·m-2·h-1），在光照强度为Z时，b植物的总光合作用速率=净光合作用速率+呼吸作用速率=6+1=7（mg·m-2·h-1）），因此a、b植物叶绿体中固定CO2的速率（总光合速率）之比为10∶7，A正确； B、对a植物而言，若昼夜各为12h，要使CO2的吸收量超过CO2的释放量，即要求白天净光合作用速率大于夜晚的呼吸作用速率，由于a植物的呼吸速率为2（mg·m-2·h-1），因此光照强度在Y以上才能使a植物正常生长，B错误； C、曲线图是在25℃条件下测定的，此时是光合作用的最适温度，将温度升高到30℃，光合速率将下降，呼吸速率上升，导致曲线上P点右移，C正确； D、对比光补偿点与饱和点可推测：a可能为阳生植物，b可能为阴生植物，D正确。 故选B。 3．(24-25高二下·宁夏吴忠盐池县·期末)为研究水绵的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：将少量的NaHCO3溶于溴麝香草酚蓝溶液，通入一定量的CO2使溶液由蓝色变成浅绿色，之后将等量的浅绿色溶液分别加入7支试管中。其中6支加入生长状况一致的等量水绵，另一支不加入水绵，密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，下列说法错误的是（　　） 试管编号 1 2 3 4 5 6 7 距日光灯的距离/cm 20 20 40 60 80 100 120 50 min后试管中溶液的颜色 浅绿色 蓝色 浅蓝色 浅绿色 黄绿色 浅黄色 黄色 A．1号试管是对照组，其中无水绵 B．4号试管有水绵，但此时光合速率和呼吸速率相近 C．若7号试管突然光照增强，短时间内细胞叶绿体中C3含量将减少 D．水绵具有螺旋带状分布的叶绿体，是探究细胞中光合作用场所的良好材料 【答案】A 【分析】光合作用：①光反应场所在叶绿体类囊体薄膜，发生水的光解、ATP和NADPH的生成；②暗反应场所在叶绿体的基质，发生CO2的固定和C3的还原，消耗ATP和NADPH。 【详解】A、1号试管是对照组，其中无水绵，没有光合作用和呼吸作用，溶液颜色保持浅绿色，A错误； B、4号试管有水绵，且溶液仍为浅绿色，说明溶液中CO2浓度不变，据此推测，4号试管光合作用和呼吸作用基本相等，B正确； C、若7号试管突然给予光照，光反应增强，产生的ATP和NADPH增多，C3还原增多，短时间内C3合成不变，因此C3含量将减少，C正确； D、水绵具有螺旋式带状的叶绿体，这使得叶绿体在细胞中的分布较为集中且易于观察，因此，水绵是探究细胞中光合作用场所（即叶绿体）的良好材料，D正确。 故选A。 4．(24-25高二下·山西太原·期末)将某种植物的幼苗均分为两组，一组置于高温环境中（HT植株），另一组置于自然环境中（CT植株），两组植株生长一段时间后，研究人员测定了两组植株在不同温度下的CO2吸收速率，结果如图。下列叙述错误的是（　　） A．35℃时两组植株的净光合速率相等 B．50℃时CT植株叶肉细胞的总光合速率大于呼吸速率 C．50℃之后CT植株不再进行光合作用 D．HT植株光合作用酶的最适温度可能提高 【答案】C 【详解】A、由图可知，35℃时，CT植株和HT植株的CO2​吸收速率（净光合速率）相等，A正确； B、由图可知，50℃时CT植株的CO2吸收速率为0，即净光合速率为0，但对于叶肉细胞来说，其光合速率大于呼吸速率，因为只有叶肉细胞等进行光合作用的细胞产生的有机物要满足整株植物所有细胞的呼吸消耗 ，B正确； C、由图可知，50℃时CT植株的净光合速率为0，此时光合速率等于呼吸速率，并非不再进行光合作用，C错误； D、由图可知，HT植株是在高温环境中生长的，其光合作用酶的最适温度可能提高，D正确。 故选C。 5．(24-25高二下·河南许昌·期末)下图表示油菜种子在萌发过程中干重的变化情况，经检测第2 - 3d油菜种子呼吸产生CO₂的量远超O₂的消耗量;第4 - 5d油菜种子O₂的吸收速率超过CO₂的释放速率;第6d时长出叶片;油菜种子中脂肪含量到第10d时减少了90%。下列有关说法叙述错误的是（    ） A．第2 - 3d油菜种子的呼吸方式是有氧呼吸和无氧呼吸 B．第4 - 5d油菜种子呼吸时可能利用了较多的脂肪 C．第4 - 6d时，导致种子干重增加的主要是氧元素 D．第6d时，油菜的呼吸速率与光合速率大致相当 【答案】D 【详解】A、第2~3d油菜种子呼吸产生CO2的量大大超过O2的消耗量,耗氧气说明进行了有氧呼吸，但产生的CO2量大大超过O2的消耗量，说明同时也进行了无氧呼吸，A正确； B、脂肪中氧含量低,氧化分解时耗氧量大,第4~5d油菜种子O2的吸收速率超过CO2的释放速率,说明呼吸作用利用了脂肪,B正确； C、第4-6天时，萌发的种子不能进行光合作用，种子干重增加只有可能是细胞内物质转化造成的，油菜种子脂肪含量到第10天时减少了90%，可推知种子萌发时脂肪转化为糖类，而糖类含氧量比脂肪高，所以导致种子干重增加的主要元素O，C正确； D、第6d时长出叶片，叶片可以进行光合作用，但是干重量却在减少，说明此时呼吸速率大于光合速率，从第10天开始，萌发的种子干重再次增加，是因为植物的光合作用速率开始大于呼吸作用速率。因此图中第10天，油菜的呼吸速率与光合速率大致相当，D错误。 故选D。 6．(24-25高二下·山东临沂·期末)生物兴趣小组在密封容器的左、右两侧分别放置长势相同的健康植株甲、乙，甲植株左上角有适宜光源，乙植株无光源，中间用挡板隔开（挡板既能遮光又能隔绝气体交换），然后在适宜条件下培养，一段时间后，撤去挡板继续培养。测定培养过程甲植株的光合速率与呼吸速率，得到曲线LⅠ。不考虑温度、水分等因素的影响，下列说法错误的是（    ） A．段限制光合速率的因素为CO2浓度 B．b点对应挡板打开，此时甲植株光合速率大于呼吸速率 C．撤去挡板后，短时间内甲植株细胞叶绿体中C3含量增加 D．c点时甲植株光合速率大于乙植株 【答案】B 【详解】A、ab段挡板存在，甲植株的光合作用消耗CO2，导致容器内CO2浓度逐渐降低，限制光合速率，即ab段限制光合速率的因素为CO2浓度，A正确； B、b点挡板打开前，随着容器内CO2浓度逐渐降低，甲植株光合速率逐渐降低，在撤去挡板（即b点）后，光合速率又逐渐上升，说明挡板打开时甲植株光合速率等于呼吸速率，B错误； C、撤去挡板后，甲植株和乙植株可以共享CO2，对于甲植株而言会增加CO2的供应，短时间内促进C3的生成，C正确； D、挡板打开后，乙植株有光照，但因为距离远，光照强度小于甲植株，所以c点时甲植株光合速率大于乙植株，D正确。 故选B。 7．(24-25高二下·北京房山区·期末)为探究不同光质对藏川杨生长的影响、分别用透明膜、蓝膜、绿膜处理藏川杨枝条、检测净光合速率的日变化，结果如图所示。以下说法错误的是（　　） A．蓝膜和绿膜覆盖均能提高植物的净光合速率 B．蓝光在蓝膜处理时透过率高、有利于被光合色素吸收后用于光反应 C．12:00时净光合速率低的原因是CO2吸收量减少、暗反应速率变慢 D．12:00-14:00净光合速率增加的原因是气孔重新开放所致 【答案】A 【分析】在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子。其中，叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。这是叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础。 【详解】A、据图可知，蓝膜下净光合速率大于透明膜和绿膜下的净光合速率，而透明膜下净光合速率大于绿膜，小于蓝膜，所以绿膜能降低植物的净光合速率，A错误； B、叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，因此，蓝光在蓝膜处理时透过率高，有利于被光合色素吸收后用于光反应，B正确； C、12:00时净光合速率低的原因是温度太高，植物气孔关闭，CO2吸收量减少、暗反应速率变慢，C正确； D、12:00-14:00净光合速率增加的原因可能是气孔重新开放所致，D正确。 故选A。 8．(24-25高二下·青岛胶州·期末)下图表示某植物在夏季晴朗的一天中上下午不同光照强度下光合速率的变化情况。光合作用产物的积累也会影响反应的进行。下列说法错误的是（    ） A．AB段限制光合速率的环境因素主要是光照强度 B．CD段光合速率下降的主要原因是部分气孔关闭，CO2的吸收量减少 C．B点在两个不同时刻光合速率相等，植物有机物的积累量也相等 D．EB段的光合速率低于BC段可能是叶片中光合产物积累所致 【答案】C 【分析】光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段的特征是在光驱动下生成氧气、ATP和NADPH的过程。暗反应阶段是利用光反应生成NADPH和ATP使气体二氧化碳还原为糖。由于这阶段基本上不直接依赖于光，而只是依赖于NADPH和ATP的提供，故称为暗反应阶段。 【详解】A、AB段随着光照强度的增加，光合速率逐渐增大，因此限制光合速率的环境因素主要是光照强度，A正确； B、夏季晴朗午后，光照强、温度高，植物为减少水分散失，部分气孔关闭，导致CO₂吸收量减少，暗反应速率下降，光合速率降低（光合午休现象），因此CD段光合速率下降的主要原因是CO₂供应不足，B正确； C、B点在上午和下午两个不同时刻光合速率相等（光合速率=总光合速率），但有机物积累量取决于净光合速率和光照时间，上午和下午的温度不同，呼吸速率可能存在差异，且两次达到B点的持续时间不一定相同，因此有机物积累量不一定相等，C错误； D、EB段光照强度与BC段相近，但光合速率更低。题干提示 “光合作用产物的积累会影响反应进行”，上午光合作用产生的有机物积累过多，阻碍物质运输，导致EB段光合速率下降，D正确。 故选C。 9．(24-25高二下·辽宁普通高中联考·期末)如图为适宜条件下某植物叶片遮光前CO2吸收速率和遮光后CO2释放速率随时间变化的曲线。下列相关叙述错误的是（　　） A．光照条件下，A的面积越大植物生长速度越快 B．遮光后叶绿体中光反应和暗反应都立即停止 C．遮光后短时间内叶绿体中C5/C3比值会降低 D．遮光前，该植物叶片固定CO2的速率为10umol·m-2·s-1 【答案】B 【详解】A、A 的面积代表光照时间内净光合速率的累积量（即有机物净积累量）。净积累量越多，植物生长所需的有机物越充足，生长速度越快，A正确； B、遮光后，由于光反应产生的ATP和NADPH还没有完全消耗尽，所以暗反应并没有立即停止，B错误； C、遮光后光反应不能进行，为暗反应提供的ATP和NADPH减少，导致暗反应C3的还原速度减慢，叶绿体中C3含量会增加而C5含量会减少，所以短时间内C5/C3比值会降低，C正确； D、从图形可看出当遮光一段时间后二氧化碳释放速率达到稳定，由于遮光后植物没有光合作用只有呼吸作用所以B值就应代表该植物呼吸作用释放二氧化碳速率，所以该植物在光照条件下叶绿体固定CO2的速率为7+3=10μmol·m-2·S-1，D正确。 故选B。 10．(24-25高二下·江苏扬州·期末)某科研小组在不同环境条件下，针对某植物的氧气吸收量和释放量进行测定后，所得结果如表所示。下列叙述正确的是（    ） A．该植物在20℃的呼吸速率小于10℃的呼吸速率 B．在10klx、10℃时，该植物5小时O2的产生量为22.5mg C．20℃条件，10klx光照10小时，一昼夜该植物O2的释放量为26mg D．光照强度为5klx时，该植物细胞内能产生ATP的场所是线粒体、叶绿体 【答案】B 【详解】黑暗条件下的 O₂吸收量：代表呼吸作用速率（细胞呼吸消耗O₂的量）；光照条件下的O₂释放量：代表净光合作用速率（光合作用释放 O₂量 - 呼吸作用消耗 O₂量）；实际光合作用速率 = 净光合速率 + 呼吸速率。 【分析】A、在黑暗条件下（0klx），植物只进行呼吸作用，10℃时O₂变化量为-0.5mg/h，20℃时为-1mg/h。呼吸速率绝对值越大，说明呼吸作用越强。因此，20℃的呼吸速率大于10℃，A错误； B、在10klx、10℃时，O₂变化量（净光合速率）为+4.0mg/h。总光合速率=净光合速率+呼吸速率=4.0+0.5=4.5mg/h。5小时O₂总产生量为4.5×5=22.5mg，B正确； C、20℃、10klx时，净光合速率为+5.0mg/h，光照10小时积累O₂量为5.0×10=50mg。黑暗14小时呼吸消耗O₂量为1×14=14mg。一昼夜O₂净释放量为50-14=36mg，C错误； D．光照强度为5klx时，植物同时进行光合作用和呼吸作用。ATP产生的场所包括叶绿体（光反应）、线粒体（呼吸作用第三阶段）和细胞质基质（呼吸作用第一阶段），D错误。 故选B。 11．(24-25高二下·河南信阳·期末)如图表示野外种植的天竺葵叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的相关过程，其中数字序号表示代谢过程，字母表示相关的物质。下列叙述错误的是（　　）    A．B可代表从类囊体膜运往叶绿体基质的NADP+和ADP B．⑤生成的F是丙酮酸，进入线粒体后被彻底氧化分解 C．要测定叶片的光合作用速率，至少需要设置黑暗和光照两个组 D．当提高野外天葵周围CO2浓度时，短期内叶肉细胞中C5含量会降低 【答案】A 【分析】题图分析：①表示光反应阶段，②表示暗反应阶段，③表示有氧呼吸第三阶段，④表示有氧呼吸第二阶段，⑤表示有氧呼吸第一阶段，A表示ATP和NADPH，B表示ADP、NADP+，C表示氧气，D表示CO2，E表示NADH，F表示丙酮酸。 【详解】A、据图可知，①表示光反应阶段，②表示暗反应阶段，A表示ATP和NADPH，B表示NADP+和ADP，B可代表从暗反应的场所线粒体基质运往叶绿体类囊体薄膜，A错误； B、⑤表示有氧呼吸第一阶段，其生成的F是丙酮酸，进入线粒体后被彻底氧化分解，B正确； C、光合作用速率=净光合作用速率+呼吸作用速率，在光照条件下，可测得净光合速率，在黑暗条件下，可测得呼吸作用速率，所以要测得叶片的光合作用速率，至少需要设置黑暗和光照两个组，C正确； D、当提高野外天葵周围CO2浓度时，会导致CO2的固定速率加快，C3的还原速率不变，即C5的消耗速率加快，C5的生成量不变，所以短期内叶肉细胞内C5含量会降低，D正确。 故选A。 12．(24-25高二下·河南郑州·期末)用“半叶法”测定光合速率时，将对称叶片的一部分（A）遮光，另一部分（B）不做处理，设法阻止两部分之间的物质运输。适宜光照下4小时，在A、B截取等面积（s）的叶片，烘干称重，分别记为a、b。下列说法错误的是（    ） A．选择叶片时需注意叶龄、着生部位、叶片对称性及受光条件等的一致性 B．分析实验数据可知，该叶片的净光合作用速率为（b-a）/4s C．若光照前截取同等面积的叶片烘干称重记为c，则该叶片呼吸速率为（c-a）/4s D．若用“半叶法”探究光合作用的产物是否为淀粉，则实验前需要对植物做黑暗处理 【答案】B 【分析】在遮光环境中叶片只进行呼吸作用，会不断消耗细胞内有机物，使叶片重量减小；而光照条件下，叶片进行光合作用合成有机物，同时进行呼吸作用消耗有机物。 【详解】A、选择叶片时需保证叶龄、着生部位、对称性及受光条件一致，以控制无关变量，确保实验结果的可靠性，A正确； B、该叶片的净光合作用速率=（b-初始干重）/4s，初始干重=a+呼吸速率×4s，因此净光合作用速率=（b-a-呼吸速率×4）/4s，由于初始干重和呼吸速率都是未知的，因此不能确定该叶片的净光合作用速率，B错误； C、若实验前截取叶片干重为c，A部分处理后干重为a，呼吸消耗量为c-a，呼吸速率应为（c-a）/4小时，面积为s，即（c-a）/4s，C正确； D、检测光合产物是否为淀粉时，需提前黑暗处理以消耗原有淀粉，避免干扰实验结果，D正确。 故选B。 13．(24-25高二下·山东菏泽·期末)将高等植物幼苗分成a、b、c、d四组并置于密闭装置中照光培养，四组光照强度依次增强，温度相同且适宜。一段时间（t）后测得装置内O₂浓度如图（M为初始浓度），且c、d组O₂浓度相同。下列说法正确的是（    ） A．t时间内，装置中植物积累有机物量的关系为c=d>b>a B．a组幼苗叶肉细胞产生ATP的场所只有细胞质基质和线粒体 C．延长光照时间使c、d组中O₂浓度不再增加时，c组植株的光合速率大于d组 D．若降低d组装置中CO₂的浓度，当暗反应再次稳定时，其叶绿体中C₅的浓度比C3的高 【答案】A 【分析】光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。呼吸作用一般指机体将来自环境的或细胞自己储存的有机营养物的分子（如糖类、脂类、蛋白质等），通过一步步反应降解成较小的、简单的终产物（如二氧化碳、乳酸、乙醇等）的过程。光合与呼吸的差值可用净光合速率来表示，具体指标可以是氧气释放量、二氧化碳吸收量、有机物积累量等。 【详解】A、t时间内，c、d组氧气含量大于M且相同，说明有机物积累相同，b点大于M小于c和d组，因此装置中植物积累有机物的量关系为c=d>b>a，A正确； B、a组的光合速率等于呼吸速率，产生ATP的场所有细胞质基质、类囊体膜和线粒体，B错误； C、延长光照时间使c、d组中O2浓度不再增加时，c组植株的光合速率等于d组，C错误； D、C5与CO2反应生成2分子C3，C3的含量是C5的两倍，若降低d组装置中CO2的浓度，当暗反应再次稳定时，其叶绿体中C5的浓度依然低于C3，D错误。 故选A。 14．(24-25高二下·河南洛阳·期末)某叶肉细胞的光合作用过程如图所示，其中Ⅰ、Ⅱ表示光合作用的两个阶段，①~④表示物质。下列叙述正确的是（    ） A．阶段1只在有光照下进行，阶段Ⅱ有无光照都能持续进行 B．①、②均可参与阶段Ⅱ，②和ATP 驱动叶绿体基质中CO₂的固定 C．适宜光照条件下突然提高③的浓度，短时间内叶绿体中C5/C3的比值会降低 D．若该叶肉细胞的光合速率大于其呼吸速率，则植株的干重一定会增加 【答案】C 【分析】光合作用是绿色植物通过叶绿体，利用光能，将CO2和水，转化为储存能量的有机物，同时释放出氧气的过程。光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段。 【详解】A、阶段 Ⅰ 是光反应阶段，只在有光照下进行；阶段 Ⅱ 是暗反应阶段，虽然有光无光都能进行，但当光反应停止后，暗反应因缺乏ATP和NADPH而不能持续进行，A错误； B、①是O2，不参与阶段 Ⅱ 暗反应；②是NADPH，参与阶段 Ⅱ 暗反应中C3的还原；NADPH和ATP驱动叶绿体基质中C3的还原，而不是CO2的固定，B错误； C、③是CO2，适宜光照条件下突然提高CO2的浓度，CO2固定加快，C3合成增加，C5消耗增加，而短时间内C3还原速率不变，所以C5含量减少，C3含量增加，叶绿体中(C5/C3)的比值会降低，C正确； D、该叶肉细胞的光合速率大于其呼吸速率，说明叶肉细胞有有机物的积累，但植株中还有部分细胞不能进行光合作用，只能进行呼吸作用消耗有机物，所以植株的干重不一定会增加，D错误。 故选C。 15．(24-25高二下·山东滨州·期末)光饱和点是植物光合作用达到最强时对应的最低光照强度。将两种作物单独种植（单作）或隔行种植（间作），测得两种植物的光合速率如图所示。下列说法错误的是（    ）    A．与单作相比，间作时两种作物的呼吸作用强度均受到影响 B．与单作相比，间作时甲的光饱和点增大，乙的减小 C．间作虽然提高了甲的光合速率但降低了乙的光合速率 D．间作时乙作物可以积累有机物的最低光照强度小于单作时 【答案】C 【分析】识图分析可知，曲线与横坐标的交点（即光补偿点）代表光合作用与呼吸作用速率相等，此点之后植物开始积累有机物。右图显示大豆单作光补偿点和光饱和点均大于间作；左图显示桑树间作时光饱和点大于单作。 【详解】A、由图示曲线可知，甲的呼吸强度在间作时大于单作时，乙的呼吸强度在间作时小于单作，说明间作或单作会影响两种植物的呼吸强度，A正确； B、由图示可知，甲间作时的光饱和点明显大于单作时，而乙在间作时的光饱和点小于单作时，即与单作相比，间作时甲光饱和点增大，乙光饱和点减小，B正确； C、由图可知，乙在光照强度达到两条曲线相交之前时，间作的光合速率是比单作还要高的，C错误； D、当光照强度大于光补偿点时植株开始积累有机物，由图示可知，乙在单作时的光补偿点大于间作时，说明乙植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作，D正确。 故选C。 二、多选题 16．(24-25高二下·河北沧州泊头文宇中学·期末)群体光合作用强度是指单位时间内、单位面积上植物群体（如一片森林、一片草地、一片农田等）固定CO2或产生O2的总量。间作是农田中常见的种植方式，指在同一田地上于同一生长期内，分行或分带相间种植两种或两种以上的作物。下列有关叙述正确的是（　　） A．某森林中植物的数量越多，群体光合作用强度越大 B．某草地群体光合作用强度越大，其有机物积累速率越大 C．某玉米田中间作种植大豆，可提高其群体光合作用强度 D．适量增施有机肥可增大某农田的群体光合作用强度 【答案】CD 【分析】光合作用的强度就是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量，直接关系农作物的产量。 【详解】A、某森林中当植物的数量达到一定程度时，由于叶片相互交错，接受光照的叶面积不再增加，使得群体光合作用强度不再随植物数量的增加而增大，A错误； B、有机物的积累速率不仅与群体光合作用强度有关，还与呼吸强度有关，因此群体光合作用强度越大其有机物积累速率不一定越大，B错误； C、间作可提高单位时间、单位面积农田的光能利用率，从而提高其群体光合作用强度，C正确； D、增施有机肥可提高环境中的CO₂浓度，并为农作物提供一定量的无机盐，从而提高光合作用强度，D正确。 故选CD。 17．(24-25高二下·河北保定·期末)金鱼藻、黑藻和苦草三种水生植物的光合速率在不同光照强度下的变化情况如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．光照强度低于500μmol·m-2·s-1时，限制金鱼藻的光合速率的主要因素是光照强度 B．光照强度为500μmol·m-2·s-1时，黑藻的净光合速率达到最大值 C．光照强度超过500μmol·m-2·s-1时，苦草植株中的有机物逐渐减少 D．三种植物中，金鱼藻对强光的耐受性最强，苦草对强光的耐受性最弱 【答案】ABD 【详解】Ａ、光照强度低于500μmol·m-2·s-1时，金鱼藻的光合速率岁随光照强度增加而增加，说明此时光照强度限制金鱼藻的光合速率，Ａ正确； Ｂ、据图可知，光照强度为500μmol·m-2·s-1时，黑藻的光合速率达到峰值，此时黑藻的净光合速率达到最大值，Ｂ正确； Ｃ、光照强度超过500μmol·m-2·s-1时，净光合速率仍然＞0，有机物的积累仍然增多，Ｃ错误； D、据图可知，在强光下金鱼藻的光合速率最高，苦草光合速率最低，故金鱼藻对强光的耐受性最高，苦草对强光的耐受性最低，D正确。 故选ABD。 18．(24-25高二下·辽宁五校联考·期末)生物兴趣小组在密封容器的两侧放置完全相同的植株A、B，A植株左上角有适宜光源，B植株无光源，中间用挡板隔开（挡板既能遮光又能隔绝气体交换）（如图甲）。然后在适宜条件下培养，一段时间后，撤去挡板继续培养。测定整个培养过程A植株的光合速率与呼吸速率，得到曲线L1。不考虑温度、水分等因素的影响，下列叙述正确的是（　　） A．a点对应的时刻为测定的起始时刻 B．ab段限制光合速率的因素为CO2浓度 C．挡板打开时A植株光合速率大于呼吸速率 D．c点时A植株光合速率大于B植株 【答案】ABD 【详解】A、观察图乙，a点之前没有对A植株的光合速率与呼吸速率进行测定相关操作，所以a点对应的时刻为测定的起始时刻，A正确； B、在ab段，A植株处于密封容器且左上侧有适宜光源，随着光合作用进行，容器内CO2浓度逐渐降低，此时限制光合速率的因素为CO2浓度，B正确； C、挡板打开前，随着容器内CO2浓度逐渐降低，A植株光合速率逐渐降低，在撤去挡板（即 b 点）时，b点位于虚线上，说明挡板打开时A植株光合速率等于呼吸速率，C错误； D、 挡板打开后，B植株有光照，但因为距离远，光照强度小于A植株，所以c点时A植株光合速率大于B植株，D正确。 故选ABD。 19．(24-25高二下·河北张家口·期末)如图表示蔷薇叶肉细胞中光合作用与有氧呼吸过程及其关系的图解，其中A～D表示相关过程，a～e表示有关物质，下列叙述正确的是（    ） A．图中D过程表示有氧呼吸第二阶段 B．图中A、C过程进行的场所分别是叶绿体基质、线粒体 C．图中a物质的氢元素最终来源于有氧呼吸反应物葡萄糖和水中的氢 D．若白天突然增加c的供应，则在短时间内C5量将下降 【答案】CD 【详解】A、图中D过程表示有氧呼吸第一阶段，A错误； B、A过程为光合作用光反应过程，进行的场所是叶绿体类囊体薄膜（基粒）；C过程为有氧呼吸第二、三阶段、进行的场所是线粒体，B错误； C、图中物质a在线粒体中产生，又参与光合作用的光反应阶段，因此a物质表示H2O，依据有氧呼吸过程，其中的氢元素最终来源于有氧呼吸反应物葡萄糖和水中的氢，C正确； D、物质c表示CO2，若增加c的供应，CO2被C5固定形成C3的过程加强，而短时间由C3生成C5的量不变，故短时间内C5的含量下降，D正确。 故选CD。 20．(24-25高二下·湖南长沙第一中学·期末)龙血树被誉为“活血圣药”，有消肿止痛、收敛止血的功效，图甲、乙分别为龙血树在不同条件下相关指标的变化曲线[单位：mmol/（cm2·h）]。下列叙述错误的是（　　）    A．据图甲分析，与温度40℃相比，温度为30℃时叶绿体消耗CO2的速率快 B．据图甲分析，40℃条件下，若黑夜和白天时间相等，龙血树能正常生长 C．据图乙分析，提高CO2的浓度导致D点右移 D．图乙中影响D、E两点光合速率的主要环境因素是光照强度 【答案】ABC 【详解】A、叶绿体消耗的CO2速率是指总光合作用速率，根据总光合作用速率=净光合作用速率+呼吸作用速率，可知30℃时叶绿体消耗CO2的速率=8+2=10mmol/（cm2·h）；40℃时，叶绿体消耗CO2的速率=5+5=10mmol/（cm2·h），即两种温度下叶绿体消耗CO2的速率相同，A错误； B、40℃条件下，龙血树净光合速率和呼吸速率相等均为5mmol/（cm2·h），若白天和黑夜时间相等，则黑夜期间（12小时）呼吸作用消耗5×12=60mmol/（cm2·h），白天（12小时）有机物积累量为5×12=60mmol/（cm2·h），一昼夜之后，植物有机物积累量为0，植物不能正常生长，B错误； C、提高CO2的浓度，使龙血树的光合作用速率增加，则光补偿点会降低，即D点左移，C错误； D、乙中影响D、E两点均处于光饱和点之前，其光合速率的主要环境因素都是光照强度，D正确。 故选ABC。 21．(24-25高二下·内蒙古部分学校·期末)植物的光合作用可受多种环境因素的影响。下图表示A、B两种植物在最适温度和低CO2浓度下，测定的光合速率受光照强度影响的变化曲线。下列叙述错误的是（    ）    A．b点时，植物B叶肉细胞内光合作用利用的CO2全部由叶肉细胞的呼吸产生 B．若要使植物B在上述条件下正常生长，则白天光照强度应至少等于b点所对应的光照强度 C．c点对应的光照强度下，植物A与植物B制造的有机物量相等 D．对植物B来说，若适当提高CO2浓度，b点将向左移动 【答案】ABC 【详解】A、图示测定的是植物体的光合速率，b点时B植物的光合速率=呼吸速率，由于植物体内还存在不进行光合作用的细胞，故此时叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率，叶肉细胞内光合作用利用的CO2来自叶肉细胞的呼吸产生和从外界吸收，A错误； B、白天光照强度等于b时，植物B的光合速率=呼吸速率，不积累有机物，但夜晚无光照时，植物会进行呼吸作用消耗有机物，因此白天光照强度等于b点所对应的光照强度时，植物不能正常生长，B错误； C、c点对应的光照强度下，两植物的净光合速率相等，但由于两植物的呼吸速率不同，而单位时间制造的有机物量=净光合速率+呼吸速率，因此c点对应的光照强度下，植物A与植物B制造的有机物量不相等，C错误； D、对植物B来说，若适当提高CO2浓度，光合速率增加，而呼吸速率不变，b点是光合速率=呼吸速率的点，因此此时应降低光照强度，才能使光合速率=呼吸速率，即b点将向左移动，D正确。 故选ABC。 22．(24-25高二下·山东烟台·期末)RuBP羧化酶是绿色植物光合作用过程中的关键酶。当CO2浓度较高时，该酶催化CO2与C5反应进行光合作用；当O2浓度较高时，该酶可同时催化C5与O2反应，最后在线粒体内生成CO2，植物这种在光下吸收O2产生CO2的现象称为光呼吸。下列说法正确的是（    ） A．CO2浓度较高时，C5和CO2反应消耗ATP和NADPH B．光呼吸中C5与O2结合的反应场所是叶绿体基质 C．在较高O2浓度的环境中，植物不能进行光合作用 D．光呼吸的结果会导致光呼吸减弱，该过程体现了负反馈调节 【答案】BD 【分析】光合作用通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富含能量的有机物，同时释放氧气的过程。光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段的特征是在光驱动下生成氧气、ATP和NADPH的过程。暗反应阶段是利用光反应生成NADPH和ATP进行碳的同化作用，使气体二氧化碳还原为糖。由于这阶段基本上不直接依赖于光，而只是依赖于NADPH和ATP的提供，故称为暗反应阶段。 【详解】A、CO2浓度较高时，C5和CO2的反应是暗反应中CO2的固定过程，该过程不消耗ATP和NADPH，ATP和NADPH用于C3的还原，A错误； B、RuBP羧化酶存在于叶绿体基质中，光呼吸C5与O2结合结合的反应由该酶催化，所以反应场所是叶绿体基质，B正确； C、在较高O2浓度环境中，植物可进行光呼吸，同时也能进行光合作用（只要有CO2供应、光照等条件），只是光呼吸会消耗部分光合产物，C错误； D、光呼吸是O2浓度较高时发生的过程，光呼吸会吸收O2产生CO2，导致O2浓度降低，CO2浓度升高，结果会抑制光呼吸该过程体现了负反馈调节（负反馈调节是指系统工作的结果反过来抑制该系统的工作），D正确。 故选BD。 23．(24-25高二下·湖南湘东教学联盟·期末)为了研究某绿色植物的代谢情况，某同学将该植物置于密闭容器内（已知该容器内CO2和O2的初始浓度相等，气体含量相对值为1）。在早上6：00将该容器移至阳光下，日落后移到暗室中，测得容器中两种气体的相对含量如图所示。下列对此过程的分析正确的是（    ） A．10：00到16：00，O2含量上升的原因是光合作用速率大于呼吸作用速率 B．17：00时，该绿色植物有机物积累量最大，经历一昼夜该植物不能正常生长 C．8：00时光合作用强度等于呼吸作用强度，此时叶肉细胞叶绿体消耗的CO2全部来自线粒体 D．20：00后，该绿色植物进行有氧呼吸和无氧呼吸 【答案】ABD 【分析】光合作用是绿色植物、藻类和某些细菌利用光能，将二氧化碳和水转化为储存着能量的有机物（如葡萄糖），并释放出氧气的过程。呼吸作用是生物体细胞内的有机物（如葡萄糖）在酶的催化作用下，经过一系列氧化分解，最终生成二氧化碳和水（或其他产物），同时释放出能量的过程。 【详解】A、10：00到16：00，光合作用速率大于呼吸作用速率，O2产生量大于消耗量，O2含量上升，A正确； B、17：00光合作用与呼吸作用相等，此时植物体内有机物积累量最大，干重最大，经历一昼夜后，CO2含量相比刚开始时增多，说明没有有机物积累，该植物不能正常生长，B正确； C、8：00该绿色植物的光合作用强度等于呼吸作用强度，此时对于叶肉细胞而言，光合作用强度大于呼吸作用强度，因此叶绿体的CO2来源是从外界环境吸收（或密闭容器内）和呼吸作用释放，C错误； D、20：00后O2的吸收量小于CO2的释放量，说明该植物同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，D正确。 故选ABD。 24．(24-25高二下·河北·期末)某科研团队将某种植物幼苗分为四组并分别置于密闭装置a、b、c、d中光照培养，依次增大光照强度，实验过程中保持温度适宜且恒定。测得四个密闭装置中初始的（CO2浓度都为m，一段时间（t）后测得的装置内的CO2浓度如图，c、d两组（CO2浓度相同。当光照强度增加到一定值时，植物的光合速率达到最大，此时的光照强度称为光饱和点。下列叙述正确的是（    ） A．光照t时间，a组的光合速率等于呼吸速率 B．光照t 时间，a组的O2浓度小于b、c、d组 C．c组的光照强度可能达到光饱和点 D．光照t 时间后，将d组密闭装置打开并以c组光照强度继续照光，幼苗的光合速率会下降 【答案】ABC 【分析】将植株置于密闭容器中并给予光照，植株会进行光合作用和呼吸作用，瓶内CO2浓度的变化可表示净光合速率。 【详解】A、光照t时间，a组的CO₂浓度与起始时浓度相同，所以光合速率等于呼吸速率，A正确； B、光照t时间，b、c、d组的光合量大于呼吸量，所以a组密闭装置中的O₂浓度小于b、c、d组，B正确； C、c、d组光照强度依次增大，但CO₂浓度相同，说明c组的光照强度可能已达到光饱和点，C正确； D、光照t时间后，将d组密闭装置打开（CO₂浓度升高）并以c组光照强度继续照光，幼苗的光合速率会上升，D错误。 故选ABC。 三、解答题 25．(24-25高二下·河南郑州中牟县部分学校·期末)光呼吸是进行光合作用的细胞在光照和高O2低CO2情况下发生的一个生化过程。它是一个耗能反应，虽也放出CO2，但不能产生ATP。下图表示光合作用与光呼吸的关系。请据图并结合学过的知识回答下列问题。 (1)细胞有氧呼吸与光呼吸的共同点为________（回答一点），O2和CO2与C5之间为_________关系，光呼吸中C5与O2的结合发生在叶绿体的________中。 (2)若环境中CO2浓度突然降低，C5的含量变化________，原因是________。 (3)若土壤缺镁，会导致暗反应速率降低，原因是________。 (4)若对水稻进行相关指标的测定。光合作用的强度为m（CO2μmol·m2·s-1），光呼吸的强度为n（CO2μmol·m2·s-1），呼吸作用的强度为o（CO2μmol·m2·s-1），请写出在光照条件下净光合强度的计算公式：________。 【答案】(1) 都消耗O2，释放CO2；都有能量的转换；都需要酶的参与 竞争 基质 (2) 增多 CO2减少，消耗的C5减少，C3还原产生C5的速率不变 (3)土壤缺镁，影响叶绿素的合成，叶绿素含量减少，吸收、传递和转化的光能减少，光反应产生的ATP和NADPH减少，影响C3的还原，暗反应速率下降 (4)m-n-o 【分析】光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能将二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。光合作用的光反应阶段(场所是叶绿体的类囊体薄膜上) ：水的光解产生NADPH与氧气，以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段(场所是叶绿体的基质中) ： CO2和C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。 【详解】（1）据图可知，细胞有氧呼吸与光呼吸的共同点是都消耗O2，释放CO2；都有能量的转换；都需要酶的参与。从图中可知，O2和CO2都能与C5结合，所以O2和CO2与C5之间为竞争关系。光呼吸中C5与O2的结合发生在叶绿体的基质中。 （2）若环境中CO2浓度突然降低，CO2与C5结合形成C3的过程减弱，即C5的消耗减少，而C3还原生成C5的过程短时间内正常进行，所以C5的含量升高。 （3）镁是叶绿素的组成元素，若土壤缺镁，影响叶绿素的合成，叶绿素含量减少，吸收、传递和转化的光能减少，光反应产生的ATP和NADPH减少，影响C3的还原，暗反应速率下降。 （4）净光合强度=光合作用强度-呼吸作用强度-光呼吸强度，已知光合作用的强度为m（CO2μmol·m2·s-1），光呼吸的强度为n（CO2μmol·m2·s-1），呼吸作用的强度为o（CO2μmol·m2·s-1），所以净光合强度的计算公式为m-n-o。 26．(24-25高二下·湖南永州第一中学·期末)高光强环境下，植物光合系统吸收的过剩光能会对光合系统造成损伤，引起光合作用强度下降。植物进化出的多种机制可在一定程度上减轻该损伤。某绿藻可在高光强下正常生长，其部分光合过程如图所示。 (1)叶绿体中含有许多由类囊体组成的__________，扩展了受光面积。 (2)据图分析，生成NADPH所需的电子源自于__________（填过程）。采用同位素示踪法可追踪物质的去向，用含3H2O的溶液培养该绿藻一段时间后，以其光合产物葡萄糖为原料进行有氧呼吸时，能进入线粒体基质被3H标记的物质有H2O、__________，离心收集绿藻并重新放入含H218O的培养液中，在适宜光照条件下继续培养，绿藻产生的带18O标记的气体有__________。 (3)据图分析，通过途径①和途径②消耗过剩的光能减轻光合系统损伤的机制分别为______________；______________。 【答案】(1)基粒 (2) 水的光解 丙酮酸、[H] 氧气（或O2）和二氧化碳（CO2） (3) 途径①通过将过剩的电子传递给氧气，生成超氧化物（如H2O2），进而这些超氧化物被活性氧清除系统（如过氧化氢酶等）清除，从而防止活性氧对光合系统的损伤 途径②将叶绿体吸收的过剩光能转化为热能散失，减少电子的释放，产生的活性氧减少，从而防止对光合系统的损伤 【分析】光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生NADPH与氧气，以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。 【详解】（1） 叶绿体中含有许多由类囊体组成的基粒，扩展了受光面积。 （2） 据图分析，水在光下分解为O2和H+，同时产生的电子经传递，可用于NADP+与H+结合形成NADPH，即生成NADPH所需的电子源自于水的光解。3H2O被植物细胞吸收后参与光合作用，生成3H的C6H12O6。在有氧呼吸的第一阶段，C6H12O6在细胞质基质中被分解成含有3H的丙酮酸，产生少量的[3H]，并释放少量的能量；在有氧呼吸的第二阶段，丙酮酸与3H2O在线粒体基质中被彻底分解生成CO2和[3H]，释放少量的能量；在线粒体内膜上完成有氧呼吸的第三阶段，[3H]与O2结合生成H2O，并释放大量的能量。可见，用含3H2O的溶液培养该绿藻，一段时间后，能进入线粒体基质被3H标记的物质有丙酮酸、[H]。培养液中H218O被绿藻吸收后，在光合作用的光反应阶段被分解产生18O2；在有氧呼吸的第二阶段，丙酮酸与H218O反应被彻底分解为C18O2和[H]，即产生的带18O标记的气体有O2和CO2。 （3）据图分析，途径①通过将过剩的电子传递给氧气，生成超氧化物（如H2O2），进而这些超氧化物被活性氧清除系统（如过氧化氢酶等）清除，从而防止活性氧对光合系统的损伤；途径②将叶绿体吸收的过剩光能转化为热能散失，减少电子的释放，产生的活性氧减少，从而防止对光合系统的损伤。 27．(24-25高二下·安徽马鞍山·期末)某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。下图是在光合作用最适温度、大气 CO2浓度、不同光照强度条件下测得两种水稻植株的CO2吸收速率曲线。回答下列问题。    (1)光照强度通过影响光反应中生成的______（填物质名称）影响暗反应，进而影响光合速率。当光照强度低于 C 时，突变型水稻的光反应强度______（填“高于”“低于”或“等于”）野生型，其原因是______。此时，限制突变型水稻光合速率的主要环境因素是______。当光照强度大于C时，限制野生型光合速率的主要环境因素是______。 (2)突变型水稻在光照强度为 B 时，叶肉细胞的光合速率______（填“大于”“小于”或“等于”）叶肉细胞的呼吸速率。 (3)在光照强度为C的条件下，给野生型水稻提供 CO2和H218O，合成的淀粉中含有18O，出现此结果的原因是______。 【答案】(1) ATP和NADPH 低于 突变型水稻叶片叶绿素含量低于野生型，光照强度低于C时，对光能的吸收能力低于野生型 光照强度 二氧化碳浓度 (2)大于 (3)在细胞有氧呼吸第二阶段，H218O与丙酮酸反应产生了C18O2，在暗反应中合成了淀粉 【分析】分析题图：曲线纵坐标CO2吸收速率反映的是植物光合作用固定的CO2速率与呼吸作用产生的CO2速率的差值，表示净光合速率。在C点之前，野生型的净光合速率大于突变型，而光照强度大于C点，突变型的净光合速率大于野生型。 【详解】（1）光照强度通过影响光反应中生成的ATP和NADPH影响暗反应，进而影响光合速率。依题意可知：突变型水稻叶片叶绿素含量低于野生型，光照强度低于C时，对光能的吸收能力低于野生型，因此突变型水稻的光反应强度低于野生型。光照强度低于C时，突变型水稻的光合速率随光照强度的增加而增加，因此限制突变型水稻光合速率的主要环境因素是光照强度；光照强度大于C时，野生型水稻光合速率不再随光照强度的增加而增加，说明光照强度不是限制光合速率的因素，因此限制野生型水稻光合速率的主要环境因素是二氧化碳浓度。 （2）突变型水稻在光照强度为B时，CO2吸收速率为零，此时突变型水稻能进行光合作用的所有细胞的光合速率与所有细胞的呼吸速率相等，因此叶肉细胞的光合速率大于叶肉细胞的呼吸速率。 （3）在光照强度为C的条件下，给野生型水稻提供CO2和H218O。H218O被野生型水稻吸收后，在细胞有氧呼吸第二阶段，H218O与丙酮酸反应产生了 C18O2，光合作用暗反应利用C18O2合成淀粉，因此合成的淀粉中含有18O。 28．(24-25高二下·黑龙江牡丹江第一高级中学·期末)小麦是我国重要的粮食作物，为获得优质的小麦品种，科学家开展了多项研究。回答下列问题。 (1)小麦在光反应阶段，叶绿体中的光合色素吸收的光能，有以下两个用途：一是将H2O分解为氧和H+，H+与__________结合，形成还原型辅酶Ⅱ；二是在有关酶的催化作用下，提供能量促使________反应形成ATP。光反应阶段是在________进行的。 (2)研究人员还研究了不同O2浓度条件下，小麦植株净光合速率随光照强度变化情况（如图1），可以通过检测________比较分析不同组别的净光合速率。由图1可知，AC段限制小麦植株光合速率的环境因素主要有________。B点时，小麦叶肉细胞的光合速率________（填“大于”“小于”或“等于”）呼吸速率。 (3)进一步研究发现，在强光条件下，小麦叶绿体中的Rubisco酶（简称R酶）既可催化C5与CO2反应，又可催化C5与O2反应。在高O2浓度、低CO2浓度条件下，小麦细胞中O2与CO2竞争性结合C5，O2与C5结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸，相关过程如图2所示。 ①R酶是一种双功能性酶，________（填“具有”或“不具有”）专一性。产生乙醇酸的场所是_______。“光呼吸”与“需氧呼吸”相比较，它们的主要相同点有________。 a．需在光下进行  b．需要酶催化  c．需要O2  d．产生CO2 ②据图分析较强的“光呼吸”会导致水稻叶绿体中C5含量_____（填“增加”或“减少”）。 ③高温干旱的环境下，叶肉细胞的光呼吸作用更强，其原因是_____。 【答案】(1) 氧化型辅酶Ⅱ（NADP+） ADP和Pi 类囊体薄膜（基粒） (2) 单位时间单位叶面积CO2的吸收量 光照强度 大于 (3) 具有 叶绿体基质 bcd 减少 高温干旱导致植物气孔关闭，胞间CO2浓度减小，O2所占比例相对增大，从而促进光呼吸过程 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，其中光反应包括水的光解和ATP的生成，暗反应包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原等。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中。 【详解】（1）小麦光反应阶段中，叶绿体光合色素吸收的光能有两个关键用途，第一个用途中，水分解产生的H⁺与NADP⁺和电子（e⁻） 结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）。这一步是光反应中能量转化与物质还原的重要环节，NADPH将作为暗反应的还原剂，携带能量参与 C3的还原。第二个用途是在酶的催化下，提供能量促使ADP和Pi（磷酸） 反应形成ATP。光能在此过程中转化为ATP中活跃的化学能，为暗反应中有机物的合成提供能量。光反应阶段的场所是叶绿体的类囊体薄膜，因为光合色素和与光反应相关的酶均分布于此，为光反应的高效进行提供了结构基础。 （2）通常通过测量CO2吸收量或O2释放量间接反映净光合速率，该实验中研究了不同O2浓度条件下，小麦植株净光合速率随光照强度变化情况，故可以通过检测单位时间单位叶面积CO2的吸收量；由图1可知，曲线AC段随光照增强而上升，表明此时光照强度是主要限制因素，且不同氧气浓度的净光合速率也不同，说明O2浓度也是限制因素；B点为光补偿点，整株植物的光合速率=呼吸速率，但叶肉细胞的光合速率需大于自身呼吸速率以补偿非光合细胞的消耗。 （3）①R酶可催化C5与CO2或O2反应，但不能催化其他反应，仍可说明该酶具有专一性；光呼吸中C5与O2结合生成乙醇酸，发生在叶绿体基质；“光呼吸”与“需氧呼吸”相比较，；两者均需酶催化（b），都需要消耗O2（c），均可释放CO2（d），但光呼吸需光，需氧呼吸不需光，故选bcd。 ②分析题意，光呼吸消耗C5，导致其含量减少。 ③由题意可知，在高O2浓度、低CO2浓度条件下，小麦细胞中O2与CO2竞争性结合C5，高温干旱导致植物气孔关闭，胞间CO2浓度减小，O2所占比例相对增大，从而促进光呼吸过程，故高温干旱的环境下，叶肉细胞的光呼吸作用更强。 29．(24-25高二下·湖北武汉外国语学校·期末)科学家测定了不同浓度镉（Cd）胁迫下黄瓜幼苗的净光合速率（Pn）和气孔导度（Gs），结果如图1所示，黄瓜幼苗叶片的部分结构及代谢活动如图2所示。回答下列问题：    (1)已知植物体因适应缺水环境而发生的气孔响应调节机制与某种激素有关，为研究镉胁迫下黄瓜幼苗气孔导度降低是否具有同样的激素调节机制，可测定叶片中该激素的含量。该激素应为__________。 (2)如图2，在光照充足的条件下，胞间CO2的来源为__________；去路是：扩散至叶绿体__________，在CO2固定酶的作用下与__________反应生成__________，进而生成（CH2O）。 (3)净光合速率降低可能是由气孔因素引起，但也可能是由非气孔因素引起。根据图1、3中的数据推测，镉胁迫下的黄瓜幼苗净光合速率较低最可能与__________（填“气孔”或“非气孔”）因素有关，依据是__________。 【答案】(1)脱落酸 (2) 细胞呼吸产生和外界环境吸收 叶绿体基质 C5 C3 (3) 非气孔 镉胁迫下气孔导度降低，但胞间CO2浓度较高 【分析】生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象，称作生物富集。一旦含有镉的生物被更高营养级的动物食用，镉就会沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端。 【详解】（1）脱落酸可以促进植物气孔关闭，所以植物体因适应缺水环境而发生的气孔响应调节机制与某种激素有关，则该激素为脱落酸。即可测定叶片中脱落酸的含量来研究镉胁迫下黄瓜幼苗气孔导度降低是否具有同样的激素调节机制。 （2）如图2，光照充足的条件下，植物细胞的光合作用大于呼吸作用，线粒体产生的CO2被叶绿体吸收，所以胞间CO2的来源是从外界吸收和细胞呼吸产生；CO2扩散至叶绿体基质中参与光合作用的暗反应，首先在CO2固定酶的作用下，CO2与C5反应生成C3，进而C3接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原生成（CH2O）。 （3）净光合速率降低可能是由气孔因素引起，但也可能是由非气孔因素引起。 从图1、3看出，随着Cd浓度的增大，净光合速率（Pn）和气孔导度（Gs）都降低，但胞间CO2浓度（Ci）增加，可以说明高Cd浓度组净光合作用降低不是由于缺乏CO2引起，所以与气孔因素无关，最可能与非气孔因素有关。 30．(24-25高二下·黑龙江佳木斯桦南县第一中学·期末)图甲是花生细胞中相关物质变化示意图，其中①-④为生理过程。图乙是夏季晴朗的白天，玉米和花生植株CO2吸收速率的变化曲线。回答下列问题： (1)卡尔文用14C标记的14CO2探明了碳在光合作用中的转移途径，这种方法叫________。标记的14CO2在________（填具体场所）被C3固定后才能被还原。 (2)图甲中①-④过程中，能够产生ATP的是________，若该细胞为花生根细胞，可在长期水淹条件下进行的过程是_________。 (3)图乙中A点时，花生叶肉细胞中能产生NADH的场所有________（填具体场所）；花生在一天中有机物积累最多的时刻是________时。 (4)据图乙表明，两种作物中_______（填“玉米”或“花生”）更适应干旱、高光强环境。在一个晴朗的夏天，BC段下降最可能的原因是______。 【答案】(1) 同位素标记法（同位素示踪技术） 叶绿体基质 (2) ①②③④ ④ (3) 细胞质基质和线粒体基质 18 (4) 玉米 中午时分温度过高，植物为减少水分蒸腾散失，会关闭部分气孔。而气孔关闭后，二氧化碳进入叶片受阻，光合作用的原料不足，导致光合速率下降 【分析】题图分析，图甲中①为光合作用过程，②表示有氧呼吸过程，③表示产生乳酸的无氧呼吸过程，④表示产生酒精的无氧呼吸过程，图乙是夏季晴朗的白天，玉米和花生植株CO2吸收速率的变化曲线，图示中花生表现出光合午休现象。 【详解】（1）用14C标记的14CO2研究光合作用过程的方法叫做同位素标记法（同位素示踪法）。CO2在叶绿体基质中与C5结合形成C3，完成CO2的固定，随后C3才被NADPH还原形成有机物，NADPH不仅是还原剂，而且能提供能量。 （2）图甲中①~④过程中，①为光合作用过程，②表示有氧呼吸过程，③表示产生乳酸的无氧呼吸过程，④表示产生酒精的无氧呼吸过程，光合作用的光反应和有氧呼吸的三个阶段以及无氧呼吸的第一个阶段都能产生ATP，故能够产生ATP的是①②③④，若该细胞为花生根细胞，可在长期水淹条件下进行产生酒精的无氧呼吸过程，即图中的④。 （3）图乙中A点时，花生植株二氧化碳吸收速率为0，由于花生植株存在不进行光合作用的细胞，故花生叶肉细胞中二氧化碳吸收速率应大于0，即此时花生叶肉细胞中光合速率大于呼吸速率，能产生NADH的场所有细胞质基质和线粒体基质（有氧呼吸第一、第二阶段产生NADH）；二氧化碳吸收速率表示净光合速率，当净光合速率大于0时，意味着植株中有有机物的积累，据此可知，花生在一天中有机物积累最多的时刻是18时，此后花生植株的净光合速率小于0，呼吸大于光合或只有呼吸作用消耗有机物。 （4） 据图乙表明，两种作物中“玉米”更适应干旱、高光强环境，因为玉米在高温、高光强条件的正午时段净光合速率没有下降。在一个晴朗的夏天，BC段下降最可能的原因是中午时分温度过高，植物为减少水分蒸腾散失，会关闭部分气孔。而气孔关闭后，二氧化碳进入叶片受阻，光合作用的原料不足，导致光合速率下降。 31．(24-25高二下·河南郑州·期末)净光合速率是植物真正光合速率与呼吸速率的差值。气孔导度表示气孔张开的程度。 (1)下图是在 条件下， A、B两种植物的地上部分光合作用速率随光照强度变化的曲线。在较长时间的连续阴雨环境中，A、B两种植物相比，受影响较大的是_____植物。在光照强度为3 klx的条件下，A植物的叶肉细胞的有机物积累速率_____（填“大于”“小于”或“等于”）零，此时叶肉细胞中 ATP 的合成场所为_____。A、B两种植物在光照强度为8k lx的条件下处理相同时间，比较两种植物有机物的合成速率 的大小，结果应为 NA_____（填“大于”“小于”或“等于”）NB。 (2)下图表示干旱胁迫下植物光合速率降低的两种因素，分别为气孔限制因素和非气孔限制因素。 ①在干旱胁迫下植物气孔导度下降，其生理意义是_____。 ②研究人员发现重度干旱胁迫下某植物光合速率下降，且气孔导度下降，但他认为该植物光合速率下降并不是由A 引起的，而是光反应产生的_____减少，进而直接影响了暗反应中_____。为了验证该推测是否正确，可检测该植物气孔导度下降前后叶肉细胞的胞间_____，若实验结果为_____，则可支持该研究人员的推测。 【答案】(1) A 大于 细胞质基质、线粒体、叶绿体 大于 (2) 植物气孔导度下降，降低植物的蒸腾作用，防止水分大量散失 ATP 和 NADPH C₃的还原 CO₂浓度 气孔导度下降后叶肉细胞的胞间CO₂浓度高于（或等于）气孔导度下降前 【分析】光合作用整个过程中是合成有机物并储存光能的过程。具体过程分光反应阶段和暗反应阶段。光反应阶段中，色素吸收、传递光能，并将光能变为ATP活跃的化学能。暗反应过程中将ATP 活跃的化学能转变成化合物中稳定的化学能。 【详解】（1）在较长时间的连续阴雨环境中，光照强度较弱，而B植物的光饱和点就比较低，适应阴雨环境生长，故受影响较大的是A植物。在光照强度为 3klx 时，A 植物的净光合速率为 0，但叶肉细胞是进行光合作用和呼吸作用的，叶肉细胞制造的有机物除了满足自身呼吸消耗，还为其他细胞提供有机物，所以叶肉细胞有机物积累速率大于零。此时叶肉细胞既进行光合作用又进行呼吸作用，光合作用光反应阶段在叶绿体类囊体薄膜上产生 ATP，呼吸作用在细胞质基质和线粒体中产生 ATP，所以 ATP 的合成场所为细胞质基质、线粒体、叶绿体。有机物的合成速率 = 净光合速率 + 呼吸速率。分析题图，在光照强度为8klx的条件下，A、B两种植物的净光合速率相同，但A植物的呼吸速率大于B植物，A植物的实际光合速率大于B植物，故有机物的合成速率NA、NB的关系为NA＞NB。 （2）①由图可知，A情况由于气孔导度下降导致光合速率降低，属于气孔限制，B情况由于叶绿素含量下降、CO2的固定与C5的再生能力降低等因素造成光合速率降低，属于非气孔限制。在干旱胁迫下，植物气孔导度下降，有利于降低植物的蒸腾作用，防止水分大量散失。 ②光反应产生的NADPH和 ATP 用于暗反应中C3的还原。若光合速率下降不是由气孔导度下降导致胞间CO2不足引起的（不是 A 引起），而是光反应产生的NADPH和 ATP 减少引起的，那么气孔导度下降前后叶肉细胞的胞间CO2浓度应该没有明显降低。所以可检测该植物气孔导度下降前后叶肉细胞的胞间CO2浓度，若实验结果为气孔导度下降后叶肉细胞的胞间CO₂浓度高于（或等于）气孔导度下降前，则可支持该研究人员的推测。 32．(24-25高二下·辽宁葫芦岛·期末)氮是对农作物生长有重要影响的元素。研究人员为探究不同浓度的氮素对某植物光合作用的影响进行了相关实验。采用水培法，取若干植物幼苗均分成多组，且每天定时浇灌含不同浓度氮素的培养液，在适宜条件下培养一段时间后，分别测定各组植物幼苗叶片的相关指标，结果如图所示。 注：羧化酶能催化CO2的固定，气孔导度指的是气孔张开的程度 (1)光合作用中的色素主要位于_____（填具体结构名称），其中的类胡萝卜素主要吸收的光是_____。氮元素参与合成叶绿素、_______等物质（写出2种），影响光合作用的进行。 (2)水培法培养植物时，需对培养液进行气泵增氧，目的是______。 (3)据图可知，随着培养液中的氮素浓度从1至8mmol·L-1递增，净光合速率逐渐增大，其原因除叶绿素含量逐渐增大外，还有______。 (4)培养液中的氮素浓度从8mmol·L-1递增至16mmol·L-1时，虽然叶绿素含量在增加，但净光合速率减小，主要原因是_____，基于这一点，在农业生产中的启示是______。 【答案】(1) 叶绿体的类囊体薄膜 蓝紫光 酶、ATP、NADPH (2)为了促进根细胞有氧呼吸，以利于氮元素的吸收 (3)羧化酶含量增加，气孔导度增大 (4) 在此浓度范围内，羧化酶含量减少，植物幼苗固定的CO2减少，因而导致净光合速率下降; 氮肥施用要适当或合理施用氮肥 【分析】叶绿体是具有双层膜的细胞器，在内膜内有类囊体薄膜，分布着色素，是光合作用的场所。叶绿体中的色素包含胡萝卜素、叶黄素、叶绿素 a、叶绿素 b。 【详解】（1）光合作用中的色素主要位于类囊体薄膜，其中的类胡萝卜素主要吸收的光是蓝紫光。氮元素参与合成叶绿素、酶、ATP、NADPH等物质， 影响光合作用的进行。 （2）水培法培养植物时，需对培养液进行气泵增氧，目的是促进根细胞有氧呼吸，增强根系对氮元素等物质的吸收。 （3）据图可知，随着培养液中的氮素浓度从1至8mmol·L-1递增，净光合速率逐渐增大，其原因除叶绿素含量逐渐增大外，还有羧化酶含量增加、气孔导度增大，导致进入叶片的CO2增多，CO2固定加快，光合速率升高。 （4）培养液中的氮素浓度从8mmol·L-1递增至16mmol·L-1时，虽然叶绿素含量在增加，但净光合速率减小，主要原因是在此浓度范围内，羧化酶含量大幅度下降， CO2固定能力减弱，暗反应速率降低，光合速率下降。基于这一点，在农业生产中的启示是合理施用氮肥，避免过量施用，以维持较高的光合速率和作物产量。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 重难点 01 光合作用和呼吸作用的综合应用 一、单选题 1．(24-25高二下·吉林长春东北师范大学附属中学·期末)光斑是阳光穿过树冠枝叶投射到地面的光点，它会随太阳运动和枝叶摆动而移动。下图表示某一生长旺盛的植物在光斑照射前后O2释放速率和CO2吸收速率的变化曲线，下列叙述错误的是（　　）    A．图中A 点时，叶绿体光合作用产生的O2全部去向线粒体 B．光斑存在时，限制光合作用速率的因素可能是CO2浓度 C．图中B点时，光反应速率等于暗反应速率 D．光斑存在时积累的光反应产物可在光斑移开后一段时间内维持暗反应速率不变 2．(24-25高二下·吉林长春东北师范大学附属中学·期末)如图表示在密闭恒温（温度为25℃）小室内测定的a、b两种不同植物光合作用强度和光照强度的关系。若a植物光合速率和呼吸速率的最适温度分别是25℃和30℃，两种植物呼吸作用的底物均为葡萄糖，下列叙述错误的是（　　） A．光照强度为Z时，a、b植物叶绿体中固定CO2的速率之比为10∶7 B．若昼夜各为12h，光照强度大于P 就能使a植物正常生长 C．若将温度升高到30℃（其他条件不变），则图中P点将向右移动 D．据图推测a可能为阳生植物，b可能为阴生植物 3．(24-25高二下·宁夏吴忠盐池县·期末)为研究水绵的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：将少量的NaHCO3溶于溴麝香草酚蓝溶液，通入一定量的CO2使溶液由蓝色变成浅绿色，之后将等量的浅绿色溶液分别加入7支试管中。其中6支加入生长状况一致的等量水绵，另一支不加入水绵，密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，下列说法错误的是（　　） 试管编号 1 2 3 4 5 6 7 距日光灯的距离/cm 20 20 40 60 80 100 120 50 min后试管中溶液的颜色 浅绿色 蓝色 浅蓝色 浅绿色 黄绿色 浅黄色 黄色 A．1号试管是对照组，其中无水绵 B．4号试管有水绵，但此时光合速率和呼吸速率相近 C．若7号试管突然光照增强，短时间内细胞叶绿体中C3含量将减少 D．水绵具有螺旋带状分布的叶绿体，是探究细胞中光合作用场所的良好材料 4．(24-25高二下·山西太原·期末)将某种植物的幼苗均分为两组，一组置于高温环境中（HT植株），另一组置于自然环境中（CT植株），两组植株生长一段时间后，研究人员测定了两组植株在不同温度下的CO2吸收速率，结果如图。下列叙述错误的是（　　） A．35℃时两组植株的净光合速率相等 B．50℃时CT植株叶肉细胞的总光合速率大于呼吸速率 C．50℃之后CT植株不再进行光合作用 D．HT植株光合作用酶的最适温度可能提高 5．(24-25高二下·河南许昌·期末)下图表示油菜种子在萌发过程中干重的变化情况，经检测第2 - 3d油菜种子呼吸产生CO₂的量远超O₂的消耗量;第4 - 5d油菜种子O₂的吸收速率超过CO₂的释放速率;第6d时长出叶片;油菜种子中脂肪含量到第10d时减少了90%。下列有关说法叙述错误的是（    ） A．第2 - 3d油菜种子的呼吸方式是有氧呼吸和无氧呼吸 B．第4 - 5d油菜种子呼吸时可能利用了较多的脂肪 C．第4 - 6d时，导致种子干重增加的主要是氧元素 D．第6d时，油菜的呼吸速率与光合速率大致相当 6．(24-25高二下·山东临沂·期末)生物兴趣小组在密封容器的左、右两侧分别放置长势相同的健康植株甲、乙，甲植株左上角有适宜光源，乙植株无光源，中间用挡板隔开（挡板既能遮光又能隔绝气体交换），然后在适宜条件下培养，一段时间后，撤去挡板继续培养。测定培养过程甲植株的光合速率与呼吸速率，得到曲线LⅠ。不考虑温度、水分等因素的影响，下列说法错误的是（    ） A．段限制光合速率的因素为CO2浓度 B．b点对应挡板打开，此时甲植株光合速率大于呼吸速率 C．撤去挡板后，短时间内甲植株细胞叶绿体中C3含量增加 D．c点时甲植株光合速率大于乙植株 7．(24-25高二下·北京房山区·期末)为探究不同光质对藏川杨生长的影响、分别用透明膜、蓝膜、绿膜处理藏川杨枝条、检测净光合速率的日变化，结果如图所示。以下说法错误的是（　　） A．蓝膜和绿膜覆盖均能提高植物的净光合速率 B．蓝光在蓝膜处理时透过率高、有利于被光合色素吸收后用于光反应 C．12:00时净光合速率低的原因是CO2吸收量减少、暗反应速率变慢 D．12:00-14:00净光合速率增加的原因是气孔重新开放所致 8．(24-25高二下·青岛胶州·期末)下图表示某植物在夏季晴朗的一天中上下午不同光照强度下光合速率的变化情况。光合作用产物的积累也会影响反应的进行。下列说法错误的是（    ） A．AB段限制光合速率的环境因素主要是光照强度 B．CD段光合速率下降的主要原因是部分气孔关闭，CO2的吸收量减少 C．B点在两个不同时刻光合速率相等，植物有机物的积累量也相等 D．EB段的光合速率低于BC段可能是叶片中光合产物积累所致 9．(24-25高二下·辽宁普通高中联考·期末)如图为适宜条件下某植物叶片遮光前CO2吸收速率和遮光后CO2释放速率随时间变化的曲线。下列相关叙述错误的是（　　） A．光照条件下，A的面积越大植物生长速度越快 B．遮光后叶绿体中光反应和暗反应都立即停止 C．遮光后短时间内叶绿体中C5/C3比值会降低 D．遮光前，该植物叶片固定CO2的速率为10umol·m-2·s-1 10．(24-25高二下·江苏扬州·期末)某科研小组在不同环境条件下，针对某植物的氧气吸收量和释放量进行测定后，所得结果如表所示。下列叙述正确的是（    ） A．该植物在20℃的呼吸速率小于10℃的呼吸速率 B．在10klx、10℃时，该植物5小时O2的产生量为22.5mg C．20℃条件，10klx光照10小时，一昼夜该植物O2的释放量为26mg D．光照强度为5klx时，该植物细胞内能产生ATP的场所是线粒体、叶绿体 11．(24-25高二下·河南信阳·期末)如图表示野外种植的天竺葵叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的相关过程，其中数字序号表示代谢过程，字母表示相关的物质。下列叙述错误的是（　　）    A．B可代表从类囊体膜运往叶绿体基质的NADP+和ADP B．⑤生成的F是丙酮酸，进入线粒体后被彻底氧化分解 C．要测定叶片的光合作用速率，至少需要设置黑暗和光照两个组 D．当提高野外天葵周围CO2浓度时，短期内叶肉细胞中C5含量会降低 12．(24-25高二下·河南郑州·期末)用“半叶法”测定光合速率时，将对称叶片的一部分（A）遮光，另一部分（B）不做处理，设法阻止两部分之间的物质运输。适宜光照下4小时，在A、B截取等面积（s）的叶片，烘干称重，分别记为a、b。下列说法错误的是（    ） A．选择叶片时需注意叶龄、着生部位、叶片对称性及受光条件等的一致性 B．分析实验数据可知，该叶片的净光合作用速率为（b-a）/4s C．若光照前截取同等面积的叶片烘干称重记为c，则该叶片呼吸速率为（c-a）/4s D．若用“半叶法”探究光合作用的产物是否为淀粉，则实验前需要对植物做黑暗处理 13．(24-25高二下·山东菏泽·期末)将高等植物幼苗分成a、b、c、d四组并置于密闭装置中照光培养，四组光照强度依次增强，温度相同且适宜。一段时间（t）后测得装置内O₂浓度如图（M为初始浓度），且c、d组O₂浓度相同。下列说法正确的是（    ） A．t时间内，装置中植物积累有机物量的关系为c=d>b>a B．a组幼苗叶肉细胞产生ATP的场所只有细胞质基质和线粒体 C．延长光照时间使c、d组中O₂浓度不再增加时，c组植株的光合速率大于d组 D．若降低d组装置中CO₂的浓度，当暗反应再次稳定时，其叶绿体中C₅的浓度比C3的高 14．(24-25高二下·河南洛阳·期末)某叶肉细胞的光合作用过程如图所示，其中Ⅰ、Ⅱ表示光合作用的两个阶段，①~④表示物质。下列叙述正确的是（    ） A．阶段1只在有光照下进行，阶段Ⅱ有无光照都能持续进行 B．①、②均可参与阶段Ⅱ，②和ATP 驱动叶绿体基质中CO₂的固定 C．适宜光照条件下突然提高③的浓度，短时间内叶绿体中C5/C3的比值会降低 D．若该叶肉细胞的光合速率大于其呼吸速率，则植株的干重一定会增加 15．(24-25高二下·山东滨州·期末)光饱和点是植物光合作用达到最强时对应的最低光照强度。将两种作物单独种植（单作）或隔行种植（间作），测得两种植物的光合速率如图所示。下列说法错误的是（    ）    A．与单作相比，间作时两种作物的呼吸作用强度均受到影响 B．与单作相比，间作时甲的光饱和点增大，乙的减小 C．间作虽然提高了甲的光合速率但降低了乙的光合速率 D．间作时乙作物可以积累有机物的最低光照强度小于单作时 二、多选题 16．(24-25高二下·河北沧州泊头文宇中学·期末)群体光合作用强度是指单位时间内、单位面积上植物群体（如一片森林、一片草地、一片农田等）固定CO2或产生O2的总量。间作是农田中常见的种植方式，指在同一田地上于同一生长期内，分行或分带相间种植两种或两种以上的作物。下列有关叙述正确的是（　　） A．某森林中植物的数量越多，群体光合作用强度越大 B．某草地群体光合作用强度越大，其有机物积累速率越大 C．某玉米田中间作种植大豆，可提高其群体光合作用强度 D．适量增施有机肥可增大某农田的群体光合作用强度 17．(24-25高二下·河北保定·期末)金鱼藻、黑藻和苦草三种水生植物的光合速率在不同光照强度下的变化情况如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．光照强度低于500μmol·m-2·s-1时，限制金鱼藻的光合速率的主要因素是光照强度 B．光照强度为500μmol·m-2·s-1时，黑藻的净光合速率达到最大值 C．光照强度超过500μmol·m-2·s-1时，苦草植株中的有机物逐渐减少 D．三种植物中，金鱼藻对强光的耐受性最强，苦草对强光的耐受性最弱 18．(24-25高二下·辽宁五校联考·期末)生物兴趣小组在密封容器的两侧放置完全相同的植株A、B，A植株左上角有适宜光源，B植株无光源，中间用挡板隔开（挡板既能遮光又能隔绝气体交换）（如图甲）。然后在适宜条件下培养，一段时间后，撤去挡板继续培养。测定整个培养过程A植株的光合速率与呼吸速率，得到曲线L1。不考虑温度、水分等因素的影响，下列叙述正确的是（　　） A．a点对应的时刻为测定的起始时刻 B．ab段限制光合速率的因素为CO2浓度 C．挡板打开时A植株光合速率大于呼吸速率 D．c点时A植株光合速率大于B植株 19．(24-25高二下·河北张家口·期末)如图表示蔷薇叶肉细胞中光合作用与有氧呼吸过程及其关系的图解，其中A～D表示相关过程，a～e表示有关物质，下列叙述正确的是（    ） A．图中D过程表示有氧呼吸第二阶段 B．图中A、C过程进行的场所分别是叶绿体基质、线粒体 C．图中a物质的氢元素最终来源于有氧呼吸反应物葡萄糖和水中的氢 D．若白天突然增加c的供应，则在短时间内C5量将下降 20．(24-25高二下·湖南长沙第一中学·期末)龙血树被誉为“活血圣药”，有消肿止痛、收敛止血的功效，图甲、乙分别为龙血树在不同条件下相关指标的变化曲线[单位：mmol/（cm2·h）]。下列叙述错误的是（　　）    A．据图甲分析，与温度40℃相比，温度为30℃时叶绿体消耗CO2的速率快 B．据图甲分析，40℃条件下，若黑夜和白天时间相等，龙血树能正常生长 C．据图乙分析，提高CO2的浓度导致D点右移 D．图乙中影响D、E两点光合速率的主要环境因素是光照强度 21．(24-25高二下·内蒙古部分学校·期末)植物的光合作用可受多种环境因素的影响。下图表示A、B两种植物在最适温度和低CO2浓度下，测定的光合速率受光照强度影响的变化曲线。下列叙述错误的是（    ）    A．b点时，植物B叶肉细胞内光合作用利用的CO2全部由叶肉细胞的呼吸产生 B．若要使植物B在上述条件下正常生长，则白天光照强度应至少等于b点所对应的光照强度 C．c点对应的光照强度下，植物A与植物B制造的有机物量相等 D．对植物B来说，若适当提高CO2浓度，b点将向左移动 22．(24-25高二下·山东烟台·期末)RuBP羧化酶是绿色植物光合作用过程中的关键酶。当CO2浓度较高时，该酶催化CO2与C5反应进行光合作用；当O2浓度较高时，该酶可同时催化C5与O2反应，最后在线粒体内生成CO2，植物这种在光下吸收O2产生CO2的现象称为光呼吸。下列说法正确的是（    ） A．CO2浓度较高时，C5和CO2反应消耗ATP和NADPH B．光呼吸中C5与O2结合的反应场所是叶绿体基质 C．在较高O2浓度的环境中，植物不能进行光合作用 D．光呼吸的结果会导致光呼吸减弱，该过程体现了负反馈调节 23．(24-25高二下·湖南湘东教学联盟·期末)为了研究某绿色植物的代谢情况，某同学将该植物置于密闭容器内（已知该容器内CO2和O2的初始浓度相等，气体含量相对值为1）。在早上6：00将该容器移至阳光下，日落后移到暗室中，测得容器中两种气体的相对含量如图所示。下列对此过程的分析正确的是（    ） A．10：00到16：00，O2含量上升的原因是光合作用速率大于呼吸作用速率 B．17：00时，该绿色植物有机物积累量最大，经历一昼夜该植物不能正常生长 C．8：00时光合作用强度等于呼吸作用强度，此时叶肉细胞叶绿体消耗的CO2全部来自线粒体 D．20：00后，该绿色植物进行有氧呼吸和无氧呼吸 24．(24-25高二下·河北·期末)某科研团队将某种植物幼苗分为四组并分别置于密闭装置a、b、c、d中光照培养，依次增大光照强度，实验过程中保持温度适宜且恒定。测得四个密闭装置中初始的（CO2浓度都为m，一段时间（t）后测得的装置内的CO2浓度如图，c、d两组（CO2浓度相同。当光照强度增加到一定值时，植物的光合速率达到最大，此时的光照强度称为光饱和点。下列叙述正确的是（    ） A．光照t时间，a组的光合速率等于呼吸速率 B．光照t 时间，a组的O2浓度小于b、c、d组 C．c组的光照强度可能达到光饱和点 D．光照t 时间后，将d组密闭装置打开并以c组光照强度继续照光，幼苗的光合速率会下降 三、解答题 25．(24-25高二下·河南郑州中牟县部分学校·期末)光呼吸是进行光合作用的细胞在光照和高O2低CO2情况下发生的一个生化过程。它是一个耗能反应，虽也放出CO2，但不能产生ATP。下图表示光合作用与光呼吸的关系。请据图并结合学过的知识回答下列问题。 (1)细胞有氧呼吸与光呼吸的共同点为________（回答一点），O2和CO2与C5之间为_________关系，光呼吸中C5与O2的结合发生在叶绿体的________中。 (2)若环境中CO2浓度突然降低，C5的含量变化________，原因是________。 (3)若土壤缺镁，会导致暗反应速率降低，原因是________。 (4)若对水稻进行相关指标的测定。光合作用的强度为m（CO2μmol·m2·s-1），光呼吸的强度为n（CO2μmol·m2·s-1），呼吸作用的强度为o（CO2μmol·m2·s-1），请写出在光照条件下净光合强度的计算公式：________。 26．(24-25高二下·湖南永州第一中学·期末)高光强环境下，植物光合系统吸收的过剩光能会对光合系统造成损伤，引起光合作用强度下降。植物进化出的多种机制可在一定程度上减轻该损伤。某绿藻可在高光强下正常生长，其部分光合过程如图所示。 (1)叶绿体中含有许多由类囊体组成的__________，扩展了受光面积。 (2)据图分析，生成NADPH所需的电子源自于__________（填过程）。采用同位素示踪法可追踪物质的去向，用含3H2O的溶液培养该绿藻一段时间后，以其光合产物葡萄糖为原料进行有氧呼吸时，能进入线粒体基质被3H标记的物质有H2O、__________，离心收集绿藻并重新放入含H218O的培养液中，在适宜光照条件下继续培养，绿藻产生的带18O标记的气体有__________。 (3)据图分析，通过途径①和途径②消耗过剩的光能减轻光合系统损伤的机制分别为______________；______________。 27．(24-25高二下·安徽马鞍山·期末)某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半，但固定CO2酶的活性显著高于野生型。下图是在光合作用最适温度、大气 CO2浓度、不同光照强度条件下测得两种水稻植株的CO2吸收速率曲线。回答下列问题。    (1)光照强度通过影响光反应中生成的______（填物质名称）影响暗反应，进而影响光合速率。当光照强度低于 C 时，突变型水稻的光反应强度______（填“高于”“低于”或“等于”）野生型，其原因是______。此时，限制突变型水稻光合速率的主要环境因素是______。当光照强度大于C时，限制野生型光合速率的主要环境因素是______。 (2)突变型水稻在光照强度为 B 时，叶肉细胞的光合速率______（填“大于”“小于”或“等于”）叶肉细胞的呼吸速率。 (3)在光照强度为C的条件下，给野生型水稻提供 CO2和H218O，合成的淀粉中含有18O，出现此结果的原因是______。 28．(24-25高二下·黑龙江牡丹江第一高级中学·期末)小麦是我国重要的粮食作物，为获得优质的小麦品种，科学家开展了多项研究。回答下列问题。 (1)小麦在光反应阶段，叶绿体中的光合色素吸收的光能，有以下两个用途：一是将H2O分解为氧和H+，H+与__________结合，形成还原型辅酶Ⅱ；二是在有关酶的催化作用下，提供能量促使________反应形成ATP。光反应阶段是在________进行的。 (2)研究人员还研究了不同O2浓度条件下，小麦植株净光合速率随光照强度变化情况（如图1），可以通过检测________比较分析不同组别的净光合速率。由图1可知，AC段限制小麦植株光合速率的环境因素主要有________。B点时，小麦叶肉细胞的光合速率________（填“大于”“小于”或“等于”）呼吸速率。 (3)进一步研究发现，在强光条件下，小麦叶绿体中的Rubisco酶（简称R酶）既可催化C5与CO2反应，又可催化C5与O2反应。在高O2浓度、低CO2浓度条件下，小麦细胞中O2与CO2竞争性结合C5，O2与C5结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸，相关过程如图2所示。 ①R酶是一种双功能性酶，________（填“具有”或“不具有”）专一性。产生乙醇酸的场所是_______。“光呼吸”与“需氧呼吸”相比较，它们的主要相同点有________。 a．需在光下进行  b．需要酶催化  c．需要O2  d．产生CO2 ②据图分析较强的“光呼吸”会导致水稻叶绿体中C5含量_____（填“增加”或“减少”）。 ③高温干旱的环境下，叶肉细胞的光呼吸作用更强，其原因是_____。 29．(24-25高二下·湖北武汉外国语学校·期末)科学家测定了不同浓度镉（Cd）胁迫下黄瓜幼苗的净光合速率（Pn）和气孔导度（Gs），结果如图1所示，黄瓜幼苗叶片的部分结构及代谢活动如图2所示。回答下列问题：    (1)已知植物体因适应缺水环境而发生的气孔响应调节机制与某种激素有关，为研究镉胁迫下黄瓜幼苗气孔导度降低是否具有同样的激素调节机制，可测定叶片中该激素的含量。该激素应为__________。 (2)如图2，在光照充足的条件下，胞间CO2的来源为__________；去路是：扩散至叶绿体__________，在CO2固定酶的作用下与__________反应生成__________，进而生成（CH2O）。 (3)净光合速率降低可能是由气孔因素引起，但也可能是由非气孔因素引起。根据图1、3中的数据推测，镉胁迫下的黄瓜幼苗净光合速率较低最可能与__________（填“气孔”或“非气孔”）因素有关，依据是__________。 30．(24-25高二下·黑龙江佳木斯桦南县第一中学·期末)图甲是花生细胞中相关物质变化示意图，其中①-④为生理过程。图乙是夏季晴朗的白天，玉米和花生植株CO2吸收速率的变化曲线。回答下列问题： (1)卡尔文用14C标记的14CO2探明了碳在光合作用中的转移途径，这种方法叫________。标记的14CO2在________（填具体场所）被C3固定后才能被还原。 (2)图甲中①-④过程中，能够产生ATP的是________，若该细胞为花生根细胞，可在长期水淹条件下进行的过程是_________。 (3)图乙中A点时，花生叶肉细胞中能产生NADH的场所有________（填具体场所）；花生在一天中有机物积累最多的时刻是________时。 (4)据图乙表明，两种作物中_______（填“玉米”或“花生”）更适应干旱、高光强环境。在一个晴朗的夏天，BC段下降最可能的原因是______。 31．(24-25高二下·河南郑州·期末)净光合速率是植物真正光合速率与呼吸速率的差值。气孔导度表示气孔张开的程度。 (1)下图是在 条件下， A、B两种植物的地上部分光合作用速率随光照强度变化的曲线。在较长时间的连续阴雨环境中，A、B两种植物相比，受影响较大的是_____植物。在光照强度为3 klx的条件下，A植物的叶肉细胞的有机物积累速率_____（填“大于”“小于”或“等于”）零，此时叶肉细胞中 ATP 的合成场所为_____。A、B两种植物在光照强度为8k lx的条件下处理相同时间，比较两种植物有机物的合成速率 的大小，结果应为 NA_____（填“大于”“小于”或“等于”）NB。 (2)下图表示干旱胁迫下植物光合速率降低的两种因素，分别为气孔限制因素和非气孔限制因素。 ①在干旱胁迫下植物气孔导度下降，其生理意义是_____。 ②研究人员发现重度干旱胁迫下某植物光合速率下降，且气孔导度下降，但他认为该植物光合速率下降并不是由A 引起的，而是光反应产生的_____减少，进而直接影响了暗反应中_____。为了验证该推测是否正确，可检测该植物气孔导度下降前后叶肉细胞的胞间_____，若实验结果为_____，则可支持该研究人员的推测。 32．(24-25高二下·辽宁葫芦岛·期末)氮是对农作物生长有重要影响的元素。研究人员为探究不同浓度的氮素对某植物光合作用的影响进行了相关实验。采用水培法，取若干植物幼苗均分成多组，且每天定时浇灌含不同浓度氮素的培养液，在适宜条件下培养一段时间后，分别测定各组植物幼苗叶片的相关指标，结果如图所示。 注：羧化酶能催化CO2的固定，气孔导度指的是气孔张开的程度 (1)光合作用中的色素主要位于_____（填具体结构名称），其中的类胡萝卜素主要吸收的光是_____。氮元素参与合成叶绿素、_______等物质（写出2种），影响光合作用的进行。 (2)水培法培养植物时，需对培养液进行气泵增氧，目的是______。 (3)据图可知，随着培养液中的氮素浓度从1至8mmol·L-1递增，净光合速率逐渐增大，其原因除叶绿素含量逐渐增大外，还有______。 (4)培养液中的氮素浓度从8mmol·L-1递增至16mmol·L-1时，虽然叶绿素含量在增加，但净光合速率减小，主要原因是_____，基于这一点，在农业生产中的启示是______。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 重难点 01 光合作用和呼吸作用的综合应用 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B A C D B A C B B 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 A B A C C CD ABD ABD CD ABC 题号 21 22 23 24 答案 ABC BD ABD ABC 25．(1) 都消耗O2，释放CO2；都有能量的转换；都需要酶的参与 竞争 基质 (2) 增多 CO2减少，消耗的C5减少，C3还原产生C5的速率不变 (3)土壤缺镁，影响叶绿素的合成，叶绿素含量减少，吸收、传递和转化的光能减少，光反应产生的ATP和NADPH减少，影响C3的还原，暗反应速率下降 (4)m-n-o 26．(1)基粒 (2) 水的光解 丙酮酸、[H] 氧气（或O2）和二氧化碳（CO2） (3) 途径①通过将过剩的电子传递给氧气，生成超氧化物（如H2O2），进而这些超氧化物被活性氧清除系统（如过氧化氢酶等）清除，从而防止活性氧对光合系统的损伤 途径②将叶绿体吸收的过剩光能转化为热能散失，减少电子的释放，产生的活性氧减少，从而防止对光合系统的损伤 27．(1) ATP和NADPH 低于 突变型水稻叶片叶绿素含量低于野生型，光照强度低于C时，对光能的吸收能力低于野生型 光照强度 二氧化碳浓度 (2)大于 (3)在细胞有氧呼吸第二阶段，H218O与丙酮酸反应产生了C18O2，在暗反应中合成了淀粉 28．(1) 氧化型辅酶Ⅱ（NADP+） ADP和Pi 类囊体薄膜（基粒） (2) 单位时间单位叶面积CO2的吸收量 光照强度 大于 (3) 具有 叶绿体基质 bcd 减少 高温干旱导致植物气孔关闭，胞间CO2浓度减小，O2所占比例相对增大，从而促进光呼吸过程 29．(1)脱落酸 (2) 细胞呼吸产生和外界环境吸收 叶绿体基质 C5 C3 (3) 非气孔 镉胁迫下气孔导度降低，但胞间CO2浓度较高 30．(1) 同位素标记法（同位素示踪技术） 叶绿体基质 (2) ①②③④ ④ (3) 细胞质基质和线粒体基质 18 (4) 玉米 中午时分温度过高，植物为减少水分蒸腾散失，会关闭部分气孔。而气孔关闭后，二氧化碳进入叶片受阻，光合作用的原料不足，导致光合速率下降 31．(1) A 大于 细胞质基质、线粒体、叶绿体 大于 (2) 植物气孔导度下降，降低植物的蒸腾作用，防止水分大量散失 ATP 和 NADPH C₃的还原 CO₂浓度 气孔导度下降后叶肉细胞的胞间CO₂浓度高于（或等于）气孔导度下降前 32．(1) 叶绿体的类囊体薄膜 蓝紫光 酶、ATP、NADPH (2)为了促进根细胞有氧呼吸，以利于氮元素的吸收 (3)羧化酶含量增加，气孔导度增大 (4) 在此浓度范围内，羧化酶含量减少，植物幼苗固定的CO2减少，因而导致净光合速率下降; 氮肥施用要适当或合理施用氮肥 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